VPI高压电动机定子线圈击穿后教学内容

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。VPI高压电动机定子线圈击穿后-真空压力浸渍（VPI）高压电动机定子线圈击穿后修复工艺的改进山东济南发电设备厂“探索”QC小组小组简介：我公司生产大中型交流电动机已有四十余年的历史，产品现有七大系列千余个品种。年生产能力可达60万千瓦。高压电动机大多采用真空压力浸渍（VPI）工艺，产品质量不断提高。电动机分厂电工工段负责各类电动机定、转子装配及试验，主要工序有定、转子嵌线、联线、浸漆（VPI）、电性能试验和电动机维修。本次QC小组活动，是针对高压真空压力浸漆（VPI）电动机定子线圈击穿后如何修复展开攻关

2、。在保证电机电气性能前提下，将之前的单只线圈击穿后需更换整台套定子线圈的工艺，改为仅对击穿部位进行局部维修，此工艺方法的改进，在电动机制造业是一次新技术，填补了企业一项技术空白。表一小组活动及组员情况一览表小组名称山东济南发电设备厂“探索”QC小组成立日期2005年3月10日课题名称真空压力浸渍（VPI）定子线圈击穿后修复工艺的改进活动周期2005年3月10日2006年6月1日小组类型创新型使用工具统计表、对策计划表、图片、调查分析表序号姓名性别组内职务文化程度分工1贾皓江男组长大学方案设计2王松男副组长大学组织协调3刘超男副组长大专组织协调4张绪德男组员大专方案实施5裴华溢男组员大专方案实施

3、6卢建明男组员中专方案实施7周华平男组员中专方案实施8高嵩男组员中专方案实施选题理由：大中型高压电动机是我公司主导产品之一，也是企业的拳头产品之一。2000年以前定子线圈绝缘均采用单支模压多胶固化工艺。2001年3月份从德国引进的少胶真空压力浸渍（VPI）设备投入使用，改进了定子线圈绝缘工艺，电动机整机性能有了很大提高，增强了产品市场竞争力，给企业带来了较大的经济效益。2005年3月份，济宁华能电厂3台湘潭电机厂制造的YKK63061250kw10kv.YKK6308560kw10kv和YKK5006560kw6kv三台电机，因定子线圈击穿事故来我厂维修，其绝缘采用VPI结构，YKK50065

4、60kw电机有一支线圈击穿，其余2台各有两支线圈击穿。VPI定子线圈在使用中出现击穿现象在以前维修中我们也遇到过，当时采用的方法是更换整台定子线圈，重新投料制造线圈，再经嵌线、联线、VPI处理，维修成本高，生产周期长。以前我们也想尝试局部维修的方法，并为此作了许多心理和物质准备。表二列出了采用老工艺维修成本和周期。表二更换整台定子线圈成本及周期产品型号整台线圈数（支）单支线圈成本（元）台套线圈成本（万元）线圈生产周期（天）装配时间（天）备注YKK63061250kw10kv54428.902.607745包括拆线圈、嵌线圈、VPI1012总维修时间1517天YKK6308560kw10kv72

5、377.002.7144YKK5006560kw6kv72230.601.6604从上表可查出，如更换整台套线圈，三台电动机仅线圈成本一项就达6.9825万元，生产周期最快也要1517天时间，在领导指导帮助下，我们成立了QC小组，改进修复工艺，对击穿线圈进行局部处理，这样不仅为客户节省大量资金，使其尽快投入使用，我们通过实际操作也可以掌握这项技术，提高我厂电机生产和维修技术水平，为企业带来更大的经济效益。为此我们QC小组根据分厂领导提出的可靠、经济、快捷的原则将真空压力浸渍（VPI）定子线圈击穿后修复工艺的改进作为此次活动的攻关课题，以解决线圈击穿后的修复问题。见图一图一线圈损坏图活动目标及可

6、行性分析活动目标：保证质量：定子线圈装配、试验一次合格率达到100%，耐电压标准按Q/QL.07.012004的规定；降低成本：维修成本比传统工艺降低85%以上；减少维修时间：采用新工艺比传统工艺提前12天。可行性分析：小组成员通过对维修电机线圈击穿情况的分析和研究，以及对相关技术数据的统计，对目标值进行了可行性分析，结果见表三。表三工艺改进前、后维修成本及加工周期对比表:产品型号线圈成本降低成本加工周期改进前维修成本(万元)改进后维修成本(元)改进前需时间(天)改进后需时间(天)Ykk630-6.1250kw.10kv2.6077857.8096%每台套线圈拆卸制造和装配VPI时间总需151

7、7天制造单支线圈时间和维修VPI时间总需1214天Ykk6308.560kw.10kv2.7144754.0097%Ykk5006.560kw.6kv1.6604691.8095%通过表三分析得出，小组设定的后2个目标即减少维修周期和降低成本完全能实现。但最重要的第1个目标能否顺利实现是问题的关键和此次活动中的难点。QC小组成员认为，只要我们充分利用自身的三大优势。即：人员技术水平和经验、详细周密的实施方案以及可靠的质量检验保障，维修过程中只要我们全力以赴、一丝不苟，完成本次活动目标是完全可以的。四、原因分析：小组运用因果分析图,对造成定子线圈局部击穿的因素进行分析:材料人员定子线圈局部击穿质

8、量意识差终端用户未按规程操作绝缘材料有隐性瑕疵线圈制作未达到要求浸渍过程未达要求终端用户环境恶劣线圈存放不当工艺工装环境因果分析图五、要因确认：序号末端因素分析确认结论1绝缘材料有隐形瑕疵绝缘材料的采购和检验过程非常严密,不存在此问题非要因2质量意识差定子嵌线工均为熟练工,不存在手工操作环节致使绝缘损坏问题非要因3终端用户未按规程操作电机使用过程中,长时间过载或过压运行,致使定子线圈绝缘老化严重,最终造成定子线圈击穿要因4浸渍过程未达到工艺要求VPI设备是从德国引进,此设备在国内尚属前端设备,不存在设备问题非要因5线圈制作未达到工艺要求从工艺方法和人员方面分析,从制作到定子嵌线层层把关,不存在

9、线圈质量问题非要因6线圈存放不当线圈制作完成,均做防潮、防水工作,不存在存放不当问题非要因7终端用户环境恶劣电机长期工作在阴雨环境下,定子线圈严重受潮,致使绝缘电阻下降,最终造成定子线圈击穿要因六、制定对策：我厂专业技术人员与用户一起对电机事故原因进行了分析，认为电动机受潮和超负荷运行是造成定子线圈绝缘快速老化并击穿的主要原因。现场检查其击穿部位，其中2台为上层线圈，另1台为下层线圈。经过全体QC成员分析研究，只有采用更换故障线圈这一新工艺，才能达到我们的活动目标，但我们对此工艺能否成功尚无100%把握，经研究决定以下层线圈击穿的故障电机为样板，争取利用5天左右的时间完成试验并最终确定维修方案

10、。击穿线圈的修复工作，以验证新工艺的可行性，我们制定的对策见表四。表四制定对策序号对策内容负责人完成时间1查阅有关技术资料，作好技术准备。准备好维修所需各种材料。贾皓江王松刘超张绪德053102准备好维修所需的各种工具、工装。周华平高松053113新工艺实施卢建明、周华平053144检查、试验张绪德、裴华溢053155工艺总结与完善王松、张绪德05315对策实施：根据制定的对策，我们按部就搬开展各项工作，分以下几个步骤实施：准备工作：备齐所需原材料及各种工具，根据实际需要制作各种刀具及工装。所需工具见表五。表五维修所需工具序号专用工具名称序号维修所需材料名称、规格及型号1小号气焊焊枪10132

11、5F级少胶云母带2钢丝钳2进口F级少胶云母带3尖头钳301425高阻防晕带4斜口钳401720热收缩带5弯头钳50125聚酰亚胺薄膜6自制锯条刻刀（长刀）6DMD/OMO复合材料7自制弯刀7高银焊条8一字螺丝刀8焊剂1039铁锤9石棉纸10工业用吹风机10聚脂薄膜11手锯锯条11乙二胺溶剂剥离击穿线圈：用表中专用工具6、7破开上层边绝缘，将乙二胺溶剂注入破口处，使玻璃丝包线与主绝缘剥离。截取击穿部位：用表中专用工具11，根据线圈的击穿部位，在前后各100mm左右处选取截取点并截断击穿部位线圈。提取：击穿线圈破损处剥离后，将导线从主绝缘“壳体”内逐层提出，最后取出壳体。清理槽内残留绝缘层，彻底清

12、理净，为下步嵌线作好准备。截取替代线圈：取已备好的未整浸线圈，截取相应部分，比原线圈长150mm，线圈截取后两端对焊处做好焊接坡口。嵌线、焊接槽内垫上聚脂薄膜后，把线圈下入槽内，打上槽楔，剥开线圈截断处，与原线圈对接，焊接时必须做好以下几个步骤：用石棉纸在水中泡软铺垫在线圈中间隔热作用，防止原线圈周围绝缘层气焊时烧损；线圈与线圈对接的扁铜线绝缘层适当剥离；做好匝间之间的衬垫用0.3DMD复合材料隔层；准备前3点后，最后用石棉纸搓成泥浆围在线圈周围只裸露出扁铜线的焊接点。包扎、绝缘：按绝缘规范SD5047标准要求进行包扎：用0.125热收缩带1/2包扎用工业吹风机进行热收缩；用0.125聚酰亚胺

13、薄膜1/2包2层；用95471F级0.1325F级少胶粉云母带包6层；用0.1425高阻防晕带包1层；无碱玻璃带1/2包1层。匝间、耐压试验：进行焊接包扎后做2项试验时出现下列情况：匝间按JB/T100982000标准试验，用RDZ30绕组匝间试验仪测试出现波形排列异常现象；耐压试验按Q/QL07.012004标准试验、电压升至8KV左右维修部位被击穿。事故原因排除及补救措施：经验是在不断探索和实践中积累的，线圈击穿后，我们经过多方论证排查，确认以下几个主要方面存在问题，并根据存在的问题采取了改进措施，见表六：表六线圈击穿原因分析及整改措施表序号线圈击穿原因改进措施负责人1线圈锯断后，直接嵌入

14、出现被拆，绝缘损坏，绝缘强度降低。对更换线圈进行特种处理，表面用聚酰亚胺绝缘薄膜包扎使用热压成型，对底层采用尺角拉直，加大嵌线弧度。张绪德卢建明裴华溢周华平2焊接过程，保护措施不当，焊后定子太潮湿。焊时线圈两边用石棉隔热，避免绝缘层烧损，耐压试验前对整台定子绕组进行烘干处理。3焊接材料用低银焊条，焊接质量外观不好，内部质量不可靠改进焊接方法，操作时更加细心，线圈对接点留0.30.8mm更换用高银焊条。4匝间绝缘垫低，绝缘强度不可靠，不应用0.3mmDMD绝缘低。用0.5mmDMD绝缘低代替0.3DMD，对单支双股绕组再采用斜垫隔热处理。5包扎所用材料及包扎方法不当。采用第一层使用聚胺脂薄膜收缩

15、带，第二层、三层用聚酰亚胺绝缘薄膜，最后用少胶云母带包4层（1/2）。以减少厚度，进口少胶在增加绝缘强度的同时，减小包扎后的成型超高。6耐压试验达不到试验标准Vn的1.35倍。提高绝缘强度要求，耐压试验达到Vn1.8倍。浸漆烘干、检查试验按以上整改措施改进维修工艺后，电机维修部位的外观质量与正常线圈差别不大（参见图二）绝缘电阻达到了3G以上，耐压试验合格，完全达到Q/QLO7.012004标准。图二定子线圈修复后效果图推广应用首台维修电机新工艺试验后，我们QC小组全体成员及时总结、完善了成功经验，确定维修步骤按以上18程序分步进行，由于有了一定的操作经济，维修工效大大提高，余下2台故障电机也很

16、快维修成功。3台电机的维修工作从3月10日3月20日实际用了10天，比老工艺提前57天。至此小组课题也圆满完成。效果检查：在分厂领导的大力支持下，经小组成员的共同努力，课题目标已全部实现。3台电机维修后，装配、试验一次合格率达到100%，由图三可见，采用改进后的工艺维修3台电机，成本较采用老工艺降低86%以上；14%100%老工艺成本新工艺成本降低成本维修成本图三新老工艺成本对比图由图四可见，采用新工艺比老工艺提前工期57天。59%100%老工艺工期新工艺工期降低工期加工工期图四新老工艺加工周期对比图经济效益分析：（1）：老工艺维修成本=线圈成本-回收废料价值+浸渍漆料成本+辅料成本=(2.6

17、077+2.7144+1.6603)-(0.972+0.9936+0.8208)+(0.21+0.24+0.24)+0=4.886（万元）（2）：新工艺维修成本=(0.08578+0.0754+0.0692)-(0.036+0.0276+0.0342)+(0.09+0.09+0.12)+0.082=0.51458（万元）（3）：降低成本=4.886-0.51458=4.37142（万元）社会效益：定子线圈击穿后修复工艺的改进，不仅为客户节省了可观的维修费用，也节约了资源，减少浪费，符合建立节约型社会、和谐社会的要求。截止2006年6月1日，我们将该项工艺应用于历城铁厂、龙口南山集团、兖州矿务局、德州华能电厂、招远金矿、济宁监狱等单位共11台不同型号电机的维修，有的已安全运行近两年，没有出现异常现象，取得了很好的效果，赢得了客户的赞誉和信赖，树立了企业良好的